"Caldo e secco" sono le parole d'ordine per i grandi incendi. In pochi secondi, una scintilla in condizioni calde e secche può innescare un inferno che consuma spesso, vegetazione secca e quasi tutto il resto sul suo cammino. Mentre ogni fuoco ha bisogno di una scintilla per accendersi e carburante per bruciare, le condizioni calde e secche nell'atmosfera svolgono un ruolo significativo nel determinare la probabilità di insorgenza di un incendio, la sua intensità e la velocità con cui si diffonde. Negli ultimi decenni, mentre il mondo si è sempre più riscaldato, quindi ha il suo potenziale per bruciare.

Dal 1880, il mondo si è riscaldato di 1,9 gradi Fahrenheit, con i cinque anni più caldi mai registrati negli ultimi cinque anni. Dagli anni '80, la stagione degli incendi si è allungata su un quarto della superficie vegetale del mondo, e in alcuni posti come la California, il fuoco è diventato quasi un rischio per tutto l'anno. Il 2018 è stata la peggiore stagione di incendi mai registrata in California, sulla scia di una devastante stagione degli incendi 2017. Nel 2019, gli incendi hanno già bruciato 2,5 milioni di acri in Alaska in una stagione di incendi estremi causata dalle alte temperature, che hanno anche portato a enormi incendi in Siberia.

Che sia iniziato naturalmente o dalle persone, incendi in tutto il mondo e le conseguenti emissioni di fumo e aree bruciate sono stati osservati dai satelliti della NASA dallo spazio per due decenni. In combinazione con i dati raccolti e analizzati da scienziati e gestori forestali sul campo, ricercatori della NASA, altre agenzie e università statunitensi stanno iniziando a mettere a fuoco l'interazione tra incendi, clima e umani.

"La nostra capacità di tracciare gli incendi in modo concertato negli ultimi 20 anni con i dati satellitari ha catturato tendenze su larga scala, come l'aumento dell'attività del fuoco, coerente con un clima di riscaldamento in luoghi come gli Stati Uniti occidentali, Canada e altre parti delle foreste dell'emisfero settentrionale dove i combustibili sono abbondanti, "ha detto Doug Morton, capo del Laboratorio di Scienze Biosferiche presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Dove il riscaldamento e l'essiccazione del clima hanno aumentato il rischio di incendi, abbiamo visto un aumento delle bruciature".

un più caldo, Mondo più secco

Le alte temperature e la bassa umidità sono due fattori essenziali alla base dell'aumento del rischio e dell'attività di incendio, influenzare il comportamento del fuoco dalla sua accensione alla sua propagazione. Anche prima che scoppi un incendio, preparano la scena, disse Jim Randerson, uno scienziato del sistema terrestre presso l'Università della California, Irvine che studia gli incendi sia sul campo che con dati satellitari.

Lui e i suoi colleghi hanno studiato l'abbondanza di fulmini nella stagione degli incendi in Alaska del 2015 che ha bruciato un record di 5,1 milioni di acri. I fulmini sono la principale causa naturale degli incendi. I ricercatori hanno scoperto che si è verificato un numero insolitamente elevato di fulmini, generato dalle temperature più calde che fanno sì che l'atmosfera crei più sistemi convettivi - temporali - che alla fine hanno contribuito a un'area più bruciata quell'anno.

Anche le condizioni più calde e secche preparano il terreno per gli incendi di origine umana. "Negli Stati Uniti occidentali, le persone accendono accidentalmente fuochi tutto il tempo, " ha detto Randerson. "Ma quando abbiamo un periodo di condizioni meteorologiche estreme, alte temperature, bassa umidità, quindi è più probabile che la tipica attività all'aperto possa portare a un incendio accidentale che diventa rapidamente fuori controllo e diventa un grande incendio".

Per esempio, nel 2018 le scintille che volavano dal martellare un paletto di cemento nel terreno a 100 gradi Fahrenheit e le scintille dal cerchione di un'auto che raschiavano contro l'asfalto dopo una gomma a terra sono state le cause dei devastanti incendi di Ranch e Carr in California, rispettivamente. Queste scintille hanno rapidamente acceso la vegetazione che è stata seccata e resa estremamente infiammabile dallo stesso calore estremo e dalla bassa umidità, che la ricerca mostra anche può contribuire alla rapida e incontrollabile diffusione di un incendio, disse Randerson. Le stesse condizioni rendono più probabile che gli incendi agricoli sfuggano al controllo.

Un mondo in fase di riscaldamento ha anche un'altra conseguenza che potrebbe contribuire a condizioni di incendio persistenti per più giorni che altrimenti non avrebbero avuto in passato:temperature notturne più elevate.

"La temperatura notturna più calda consente agli incendi di bruciare per tutta la notte e di bruciare più intensamente, e che consente agli incendi di propagarsi in più giorni laddove in precedenza, temperature notturne più fresche potrebbero aver indebolito o spento l'incendio dopo un solo giorno, " ha detto Morton.

Sistemi climatici al lavoro

Le condizioni calde e secche che precedono gli incendi possono essere mitigate dalla pioggia e dall'umidità che circolano nell'atmosfera. Su scale temporali da mesi ad anni, modelli climatici più ampi spostano l'umidità e il calore in tutto il pianeta. Il monitoraggio di questi sistemi con osservazioni satellitari consente ai ricercatori di essere in grado di iniziare a sviluppare modelli informatici per prevedere se l'imminente stagione degli incendi in una determinata regione sarà leggera, medio o estremo. Il più importante di questi indicatori sono le temperature della superficie del mare nell'Oceano Pacifico che regolano l'oscillazione meridionale di El Niño (ENSO).

"ENSO è un importante motore di attività antincendio in più continenti, "Randerson ha detto, che insieme a Morton e altri ricercatori hanno studiato la relazione tra gli eventi di El Niño e le stagioni degli incendi in Sud America, America Centrale, parti del Nord America, Indonesia, Asia sud-orientale e Asia equatoriale. "Le precipitazioni sia prima della stagione degli incendi che durante la stagione degli incendi possono essere previste utilizzando le temperature della superficie del mare misurate dai satelliti NASA e NOAA".

Un progetto in corso, ha detto Randerson, consiste nell'estendere ora tale capacità di previsione a livello globale alle regioni che sono interessate da altri indicatori e variazioni di temperatura del clima oceanico.

Il fattore umano

Nello studio delle tendenze a lungo termine degli incendi, la gestione umana del territorio è importante da considerare quanto qualsiasi altro fattore. Globalmente, qualche posto sulla Terra è sempre in fiamme, e la maggior parte di quegli incendi sono appiccato da persone, o accidentalmente nelle terre selvagge, o apposta, Per esempio, per sgombrare la terra o bruciare i campi agricoli dopo il raccolto per rimuovere i residui del raccolto.

Ma non tutti gli incendi si comportano allo stesso modo. Il loro comportamento dipende dal tipo di carburante e da come le persone stanno cambiando il paesaggio. Mentre l'attività degli incendi è peggiorata nelle foreste a latitudini settentrionali, una ricerca condotta da Randerson e Morton ha dimostrato che nonostante le condizioni climatiche favorevoli agli incendi, il numero di incendi negli ecosistemi delle praterie e della savana in tutto il mondo sta diminuendo, contribuendo a un calo complessivo dell'area bruciata globale. Il declino è dovuto a una maggiore presenza umana che crea nuovi terreni coltivati ​​e strade che fungono da tagliafuoco e motivano la popolazione locale a combattere questi incendi più piccoli, disse Morton.

"Gli esseri umani e il clima insieme sono davvero i due fattori che stanno plasmando gli incendi in tutto il mondo. Non è l'uno o l'altro, "Ha detto Randerson.

Risposte al fuoco

Gli incendi influiscono a loro volta sull'uomo e sul clima. Per le persone, al di là della perdita immediata di vite umane e proprietà, il fumo è un grave pericolo per la salute quando piccole particelle di fuliggine entrano nei polmoni, L'esposizione a lungo termine è stata collegata a tassi più elevati di problemi respiratori e cardiaci. I pennacchi di fumo possono viaggiare per migliaia di miglia influenzando la qualità dell'aria per le persone molto sottovento rispetto all'incendio originale. Gli incendi rappresentano anche una minaccia per la qualità dell'acqua locale, e la perdita di vegetazione può portare a erosione e smottamenti in seguito, che sono stati particolarmente brutti in California, ha detto Randerson.

Per il clima, gli incendi possono aumentare direttamente e indirettamente le emissioni di carbonio nell'atmosfera. Mentre bruciano, gli incendi rilasciano carbonio immagazzinato negli alberi o nel suolo. In alcuni posti come la California o l'Alaska, carbonio aggiuntivo può essere rilasciato man mano che gli alberi morti si decompongono, un processo che potrebbe richiedere decenni perché gli alberi morti rimarranno come fantasmi nella foresta, decadendo lentamente, disse Morton. Oltre a rilasciare carbonio durante la decomposizione, gli alberi morti non fungono più da pozzo di carbonio estraendo l'anidride carbonica dall'atmosfera. In alcune zone come l'Indonesia, Randerson e i suoi colleghi hanno scoperto che l'età del radiocarbonio delle emissioni di carbonio dagli incendi di torba è di circa 800 anni, che viene poi aggiunto ai gas serra in quell'atmosfera che guidano il riscaldamento globale. Negli ecosistemi delle foreste artiche e boreali, gli incendi bruciano il carbonio organico immagazzinato nei suoli e accelerano lo scioglimento del permafrost, che rilasciano metano, un altro gas serra, quando scongelato.

Un'altra area di ricerca attiva è l'effetto misto di particolato, o aerosol, nell'atmosfera nei climi regionali a causa di incendi, ha detto Randerson. Gli aerosol possono essere scuri come la fuliggine, spesso chiamato carbonio nero, assorbendo il calore dalla luce solare mentre si è in aria, e quando atterrando e oscurando la neve sul terreno, accelerando la sua fusione, che influenza sia le temperature locali, aumentandole poiché la neve riflette la luce solare, sia il ciclo dell'acqua. Ma altre particelle di aerosol possono essere di colore chiaro, riflettendo la luce solare e potenzialmente avendo un effetto di raffreddamento mentre rimangono nell'atmosfera. Che sia scuro o chiaro, secondo Randerson, gli aerosol degli incendi possono anche avere un effetto sulle nuvole che rendono più difficile la formazione di goccioline d'acqua ai tropici, e quindi ridurre le precipitazioni e aumentare l'essiccazione.

Incendi di ogni tipo rimodellano il paesaggio e l'atmosfera in modi che possono risuonare per decenni. Comprendere i loro effetti sia immediati che a lungo termine richiede set di dati globali a lungo termine che seguono gli incendi dalla loro rilevazione alla mappatura della scala della loro area bruciata, per tracciare il fumo attraverso l'atmosfera e monitorare i cambiamenti nei modelli di pioggia.

"Con il riscaldamento del clima, abbiamo una frequenza crescente di eventi estremi. È fondamentale monitorare e comprendere gli incendi estremi utilizzando i dati satellitari in modo da avere gli strumenti per gestirli con successo in un mondo più caldo, "Ha detto Randerson.